如何使用消息队列进行通信
引言
我们在裸机开发中，每个函数之间进行数据通信往往采用全局变量。而在嵌入式开发中。我们在进行进程间通信的时候，往往采用消息队列。对于操作系统来说，消息队列是非常重要的一个数据结构。本文将介绍一下，如何使用消息队列进行通信。
介绍
消息队列概念
队列又称消息队列，是一种常用于任务间通信的数据结构，队列可以在任务与任务间、中断和任务间传递信息，实现了任务接收来自其他任务或中断的不固定长度的消息，任务能够从队列里面读取消息，当队列中的消息是空时，读取消息的任务将被阻塞，用户还可以指定阻塞的任务时间 xTicksToWait，在这段时间中，如果队列为空，该任务将保持阻塞状态以等待队列数据有效。当队列中有新消息时，被阻塞的任务会被唤醒并处理新消息；当等待的时间超过了指定的阻塞时间，即使队列中尚无有效数据，任务也会自动从阻塞态转为就绪态。消息队列是一种异步的通信方式。
在FreeRTOS中的消息队列函数
- 设定消息队列的格式：osMessageQDef(myQueue, len, size);
- myQueue是消息队列的名称。
- len是消息队列的长度（有几个消息）
- size是每个消息的大小，也就是每个元素的格式
-
创建消息：osMessageCreate(osMessageQ(myQueue01), NULL);
创建消息的函数，实际上是调用了FreeRTOS的osMessageCreate()函数，只不过HAL库进行了封装。
-
向消息队列发送消息
我们这里来介绍在中断中发送消息。使用函数xQueueSendFromISR(QueueHandle,&Res,time);
其中：
- QueueHandle：消息队列的句柄
- &Res:要发送的数据的地址
- time：阻塞时间，就是如果消息队列满的时候，任务应该阻塞多久
-
接收消息队列中的消息
xQueueReceive(QueueHandle,&queue_buffer,time);
- QueueHandle：消息队列的句柄
- &queue_buffer:接收的消息要存放在的地址
- time：阻塞时间，就是如果消息队列空的时候，任务应该阻塞多久
-
查询消息队列中消息的数量
uxQueueMessagesWaiting(myQueue01Handle)，可以返回消息队列（句柄为myQueue01Handle）中消息的数量，返回值为整数。
实例
需求分析
此样例我们使用PC充当上位机，上位机发送数据后，在串口中断函数中将接收到的PC数据发送在消息队列myQueue01Handle中，之后在一个接收线程中接收这个消息的内容，并通过串口将接受到的消息的大小和内容输出出来。
发送消息
当上位机PC下发数据后，串口中断函数将接收到的数据发送在消息队列中。
void USART3_IRQHandler(void)
{
uint8_t Res;
if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart3,UART_FLAG_RXNE)!=RESET)//检测到有单个字节的中断
{
HAL_UART_Receive(&huart3,&Res,1,0Xffff);
xQueueSendFromISR(myQueue01Handle,&Res,0)//发送消息
}
else if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart3,UART_FLAG_IDLE)!=RESET)//空闲中断（代表这一帧数据传输完了）
{
printf(" Receive a frame data.");
__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart3)
}
接收消息
我们创建一个任务，此任务的重要功能就是接收消息队列中的消息。我们将接受到的消息的大小和内容通过串口发送出来。没有消息的时候，一直实现LED的闪烁。
void LEDToggleTesk(void const * argument)
{
/* USER CODE BEGIN LEDToggleTesk */
BaseType_t xReturn=pdTRUE;//定义一个创建消息返回值，默认为pdTRUE
UBaseType_t num_queue ;
uint8_t Res[20];//存放我们接收到的一包数据
uint8_t queue_buffer;
int i=0;//接收数组下标
for(;;)
{
i=0;
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_5);
num_queue=uxQueueMessagesWaiting(myQueue01Handle);//获取消息队列中有多少数据
while(num_queue--)
{
xReturn=xQueueReceive(myQueue01Handle,&queue_buffer,0);//将消息队列中的数据放在queue_buffer中
if(xReturn)
Res[i++]=queue_buffer;
}
if(i!=0)
printf(" count %d,LEDTask Receive %s",i,Res);//输出接收消息的大小和内容
osDelay(500);
}
}
现象
PC端发送123456789，MCU回复
Receive a frame data
count 8,LEDTask Receive 12345678
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